TWI402422B - 用於一幫浦操作之系統及方法 - Google Patents

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Description

用於一幫浦操作之系統及方法
本發明一般而言係關於流體幫浦。更特定而言，本發明之實施例係關於多級幫浦。甚至更特定而言，本發明之實施例係關於操作一幫浦及/或確認在半導體製造中所使用之多級幫浦之各種操作或動作。
存在對由幫浦裝置施配流體之量及/或速率之精確控制為必要的許多應用。在半導體處理中，舉例而言，重要的是控制向半導體晶圓施加諸如光阻化學品之光化學品的量及速率。在處理期間施加至半導體晶圓之塗層通常需要以埃為單位而量測之跨越晶圓之表面的平坦度。必須控制向晶圓施加諸如光阻化學品之處理化學品的速率，以確保均勻地施加處理液體。
現今用於半導體工業中之許多光化學品非常昂貴，通常花費多達每公升$1000。因此，較佳的是確保使用最小但足夠量之化學品且化學品不受幫浦裝置損害。當前之多級幫浦可在液體中導致急劇的壓力尖峰。此等壓力尖峰及隨後之壓力降低可對流體導致損害(亦即，可不利地改變流體之物理特徵)。另外，壓力尖峰可導致積聚流體壓力，其可導致施配幫浦施配比所欲之流體多的流體或將不利的動力學引入至流體之施配中。
在多級幫浦內出現之其他條件亦可防止化學品之正確施配。該等條件大體上由處理中之時序改變所導致。該等時序改變可為有意的(例如，配方改變)或無意的(例如，信號滯後，等等)。
當出現該等條件時，結果可為化學品之不正確施配。在某些情況下，可無化學品施配於晶圓上，而在其他情況下，可跨越晶圓之表面不均勻地施配化學品。接著，晶圓可經歷製造處理之一或多個剩餘步驟，從而致使晶圓不適合於使用且最終導致晶圓作為廢料而被丟棄。
使此問題加劇之事實在於：在許多情況下，可僅使用某一形式之品質控制程序來偵測廢料晶圓。然而，其間，已持續了導致不正確施配且因此導致廢料晶圓之條件。因此，在第一不正確施配時與由此不正確施配所產生之廢料晶圓之偵測之間的中間時期，已在其他晶圓上出現了許多額外不正確沈積物。該等晶圓又必須亦作為廢料而被丟棄。
可看出，接著，需要偵測或確認已出現正確施配。在過去，此確認已使用各種技術來實現。該等技術中之第一者包含在幫浦之施配噴嘴處利用攝影機系統以確認已發生施配。然而，此解決方案並非最佳，因為該等攝影機系統通常是獨立於幫浦且因此必須被獨立地安裝及校準。此外，在大多數情況下，該等攝影機系統傾向於驚人地昂貴。
另一方法包含在幫浦之流體路徑中使用流量計來確認施配。此方法亦為有問題的。插入於幫浦之流動路徑中之額外組件不僅提高幫浦自身之成本，而且由於化學品流經幫浦，故增加化學品之污染風險。
因此，可看出，需要用於確認幫浦之操作及動作之方法及系統，其可快速且準確地偵測該等操作及動作之正確完成。
本發明之實施例提供用於控制跨越幫浦級之壓力之系統及方法，其大體上消除或降低先前所開發之幫浦系統及方法之劣勢。更特定而言，本發明之實施例提供一種用以藉由控制由上游饋入幫浦所確定之壓力量來控制下游施配幫浦處之壓力之系統及方法。
本發明之實施例提供一種用於控制多級幫浦中之壓力之系統，該多級幫浦具有第一級幫浦(例如，饋入幫浦)及第二級幫浦(例如，施配幫浦)，該第二級幫浦具有一壓力感應器以判定該第二級幫浦處流體之壓力。幫浦控制器可藉由調整第一級幫浦之操作而調節第二級幫浦處之流體壓力。幫浦控制器耦接至第一級幫浦、第二級幫浦及壓力感應器(亦即，可操作以與第一級幫浦、第二級幫浦及壓力感應器進行通信)且可操作以接收來自壓力感應器之壓力量測。若來自壓力感應器之壓力量測指示第二級幫浦處之壓力已達到第一預定臨限值(例如，設定點、最大壓力臨限值或其他壓力臨限值)，則幫浦控制器可導致第一級幫浦在流體上確定較少壓力(例如，藉由減慢其馬達速度、降低饋入壓力或另外減小流體上之壓力)。若壓力量測指示第二級幫浦處之壓力低於臨限值(例如，設定點、最小壓力臨限值或其他臨限值)，則控制器可導致第一級幫浦在流體上確定較多壓力(例如，藉由增加第一級幫浦之馬達速度或增加饋入壓力或另外增加流體上之壓力)。
本發明之另一實施例包括一種用於控制多級幫浦中之施配幫浦之流體壓力之方法。該方法可包含：向饋入幫浦處之流體施加壓力；判定饋入幫浦之下游之施配幫浦處的流體壓力；若施配幫浦處之流體壓力達到預定最大壓力臨限值，則增加饋入幫浦處之流體上的壓力；或若施配幫浦處之流體壓力低於預定最小壓力臨限值，則降低饋入幫浦處之流體上的壓力。應注意，設定點可充當最小壓力臨限值及最大壓力臨限值兩者。
本發明之又一實施例包含一種用於控制幫浦之電腦程式產品。該電腦程式產品可包含一組儲存於一或多個電腦可讀媒體上之電腦指令，該組電腦指令包括由一或多個處理器執行以進行以下動作之指令：接收來自壓力感應器之壓力量測；比較壓力量測與第一預定臨限值(最大壓力臨限值、設定點或其他臨限值)；及若來自壓力感應器之壓力量測指示第二級幫浦處之壓力已達到第一預定臨限值，則藉由例如(例如，藉由指示第一級幫浦減小馬達速度、施加較少饋入壓力或另外減小由第一級幫浦施加於流體上之壓力)而指示第一級幫浦在流體上確定較少壓力。另外，電腦程式產品可包含可執行以進行以下動作之指令：若來自壓力感應器之壓力量測指示第二幫浦處之壓力已下降至低於第二臨限值，則指示第一幫浦在流體上確定較多壓力。
本發明之另一實施例可包括一種適用於半導體製造處理之多級幫浦，其包含一饋入幫浦、一與饋入幫浦形成流體連通之過濾器、一與過濾器形成流體連通之施配幫浦、一在饋入幫浦與過濾器之間的隔離閥門、一在過濾器與施配幫浦之間的阻障閥門、一用以量測施配幫浦處之壓力之壓力感應器及一連接至饋入幫浦、施配幫浦、饋入幫浦及壓力感應器(亦即，可操作以與饋入幫浦、施配幫浦、饋入幫浦及壓力感應器進行通信)之控制器。饋入幫浦進一步包含一饋入腔室、一在饋入腔室中之饋入隔膜、一與饋入隔膜相接觸以移位饋入隔膜之饋入活塞、一耦接至饋入活塞之饋入導螺桿及一耦接至饋入導螺桿以向饋入導螺桿賦予運動以導致饋入活塞移動之饋入馬達。施配幫浦進一步包含一施配腔室、一在施配腔室中之施配隔膜、一與施配隔膜接觸以移位施配隔膜之施配活塞、一耦接至施配活塞以在施配腔室中移位施配活塞之施配導螺桿、一耦接至施配活塞之施配導螺桿及一耦接至施配導螺桿以向施配導螺桿賦予運動以導致施配活塞移動之施配馬達。控制器可操作以接收來自壓力感應器之壓力量測。當壓力量測指示施配腔室中之流體的壓力最初已達到設定點時，控制器可操作以指示施配馬達以大約恆定之速率來操作以收回施配活塞。對於隨後之壓力量測，若隨後之壓力量測指示施配腔室中之流體的壓力高於設定點，則控制器可操作以指示饋入馬達以減小之速度來操作，且若隨後之壓力量測低於設定點，則控制器可操作以指示饋入馬達以增加之速度來操作。
本發明之實施例藉由基於(例如)使用者可程式化壓力臨限值而降低幫浦中之最大流體壓力來提供一優勢。
由本發明之實施例所提供之另一優勢為：可降低或消除壓力尖峰及急劇的壓力損耗，進而導致處理流體之較平緩的處理。
另外，本發明之實施例提供一種用於監控幫浦之操作(包括幫浦之驗證操作或動作)之系統及方法。可建立幫浦之一或多個參數之基線輪廓。接著，可藉由在幫浦之隨後操作期間記錄相同參數組之一或多個值而產生一操作輪廓。接著，可在一或多個點或點組處比較基線輪廓與操作輪廓之值。若操作輪廓與基線輪廓相差多於某一容許度，則可發送警報或採取另一動作，例如，可關閉幫浦系統，等等。
在一實施例中，多級幫浦具有第一級幫浦(例如，饋入幫浦)及第二級幫浦(例如，施配幫浦)，該第二級幫浦具有一壓力感應器以判定該第二級幫浦處之流體的壓力。幫浦控制器可監控幫浦之操作。幫浦控制器耦接至第一級幫浦、第二級幫浦及壓力感應器(亦即，可操作以與第一級幫浦、第二級幫浦及壓力感應器進行通信)，且可操作以產生對應於一參數之第一操作輪廓且比較同第一操作輪廓相關聯之一或多個值中之每一者與同基線輪廓相關聯之對應值以判定該或該等值中之每一者是否在對應值之容許度內。
本發明之又一實施例包含一種用於控制幫浦之電腦程式產品。電腦程式產品可包含一組儲存於一或多個電腦可讀媒體上之電腦指令，該組電腦指令包括可由一或多個處理器執行以進行以下動作之指令：產生對應於一參數之第一操作輪廓；及比較同第一操作輪廓相關聯之一或多個值中之每一者與同基線輪廓相關聯之對應值以判定該或該等值中之每一者是否在對應值之容許度內。
在另一實施例中，操作輪廓藉由在幫浦之操作期間記錄點處之參數的值而產生。
在一特定實施例中，該等點在1毫秒與10毫秒之間相隔。
在其他實施例中，該參數為流體之壓力。
本發明之實施例藉由偵測關於幫浦系統之操作及動作的各種問題而提供一優勢。舉例而言，藉由比較一或多個點處之基線壓力與在幫浦之操作期間所量測之壓力輪廓之一或多個點處的壓力，可偵測到不正確施配。類似地，藉由比較幫浦之一或多個操作級期間之馬達的操作速率與此馬達之基線操作速率，可偵測到幫浦系統中之過濾器之堵塞。
由本發明之實施例所提供之另一優勢為：可偵測到幫浦之組件之故障或逼近的失效。
當結合以下描述及隨附圖式來考慮時，將更好地瞭解及理解本發明之該等及其他態樣。雖然以下描述指示本發明之各種實施例及其許多指定細節，但以下描述以說明方式而非限制方式而給出。可在本發明之範疇內進行許多取代、修改、添加或重新配置，且本發明包括所有此等取代、修改、添加或重新配置。
諸圖中說明本發明之較佳實施例，使用相似數字來指代各種圖式之相似及對應部分。
本發明之實施例係關於一種使用幫浦來準確地施配流體之幫浦系統。更特定而言，本發明之實施例提供饋入級幫浦之控制以調節下游施配級幫浦處之流體壓力。根據本發明之一實施例，施配級幫浦處之壓力感應器判定施配腔室中之壓力。當壓力達到預定臨限值時，施配級幫浦可開始以一預定速率來增加施配腔室之可用容積(例如，藉由移動隔膜)，進而導致施配腔室中之壓力下降。若施配腔室中之壓力降至低於最小臨限值(或設定點)，則饋入級馬達操作之速度可增加，進而增加施配腔室中之壓力。若壓力增加超出最大壓力臨限值(或設定點)，則可減小饋入幫浦之速度。因此，可調節上游饋入幫浦之速度以控制下游施配幫浦中之壓力。
本發明之實施例進一步係關於一種使用幫浦來準確地施配流體之幫浦系統。更明確而言，本發明之實施例係關於用於監控幫浦之操作(包括幫浦之確認或驗證操作或動作)之系統及方法。根據一實施例，本發明提供一種用於驗證來自幫浦之流體之準確施配、幫浦內之過濾器之正確操作等等的方法。可建立幫浦之一或多個參數之基線輪廓。接著，可藉由在幫浦之隨後操作期間記錄相同參數組之一或多個值而建立一操作輪廓。接著，可在一或多個點或點組處比較基線輪廓與操作輪廓之值。若操作輪廓與基線輪廓相差多於某一容許度，則可發送警報或採取另一動作，例如，可關閉幫浦系統，等等。
該等系統及方法可用以偵測關於幫浦之操作及動作的各種問題。舉例而言，藉由比較一或多個點處之基線壓力與在幫浦之操作期間所量測之壓力輪廓之一或多個點處之壓力，可偵測到不正確施配。類似地，藉由比較在幫浦之一或多個操作級期間之馬達的操作速率與此馬達之基線操作速率，可偵測到幫浦中之過濾器之堵塞。在審閱以下揭示之後，本發明之系統及方法的該等及其他使用將變得明顯。
在描述本發明之實施例之前，可能有用的是描述可與本發明之各種實施例一起利用之幫浦或幫浦系統的例示性實施例。圖1為幫浦系統10之圖示。幫浦系統10可包括一流體源15、一幫浦控制器20及一多級幫浦100，其一起工作以將流體施配於晶圓25上。多級幫浦100之操作可藉由幫浦控制器20來控制，其可機載於多級幫浦100上或經由用於傳達控制信號、資料或其他資訊之一或多個通信鏈路而連接至多級幫浦100。幫浦控制器20可包括一含有一組用於控制多級幫浦100之操作之控制指令30的電腦可讀媒體27(例如，RAM、ROM、快閃記憶體、光碟、磁碟機或其他電腦可讀媒體)。處理器35(例如，CPU、ASIC、DSP、RISC或其他處理器)可執行該等指令。處理器之一實例為Texas Instruments TMS320F2812PGFA 16位元DSP(Texas Instruments為位於TX之Dallas的公司)。在圖1之實施例中，控制器20經由通信鏈路40及45而與多級幫浦100進行通信。通信鏈路40及45可為網路(例如，乙太網路、無線網路、全球區域網路、DeviceNet網路或此項技術中已知或開發之其他網路)、匯流排(例如，SCSI匯流排)或其他通信鏈路。控制器20可被實施為機載PCB板、遠端控制器或以其他適當方式來實施。幫浦控制器20可包括合適介面(例如，網路介面、I/O介面、類比數位轉換器及其他組件)以允許幫浦控制器20與多級幫浦100進行通信。幫浦控制器20可包括此項技術中已知之各種電腦組件，包括處理器、記憶體、介面、顯示器件、周邊裝置或其他電腦組件。幫浦控制器20可控制多級幫浦中之各種閥門及馬達以導致多級幫浦準確地施配流體，包括低黏度流體或其他流體。幫浦控制器20亦可執行可操作以實施本文中所描述之系統及方法之實施例的指令。
圖2為多級幫浦100之圖示。多級幫浦100包括一饋入級部分105及一獨立施配級部分110。自流體流動之觀點，位於饋入級部分105與施配級部分110之間的為用以過濾來自處理流體之雜質的過濾器120。許多閥門可控制通過多級幫浦100之流體流動，該等閥門包括(例如)入口閥門125、隔離閥門130、阻障閥門135、淨化閥門140、排放閥門145及出口閥門147。施配級部分110可進一步包括一判定施配級110處之流體之壓力的壓力感應器112。如下文所述，由壓力感應器112所判定之壓力可用以控制各種幫浦之速度。實例壓力感應器包括陶瓷及聚合物壓阻性及電容性壓力感應器，包括由德國Korb之Metallux AG所製造的壓力感應器。可使用其他壓力感應器，且除了施配級腔室以外或替代施配級腔室，壓力感應器可經定位以讀取饋入級腔室中之壓力。
饋入級105及施配級110可包括滾動隔膜幫浦以在多級幫浦100中幫浦流體。饋入級幫浦150("饋入幫浦150")(例如)包括一用以收集流體之饋入腔室155、一用以在饋入腔室155內移動且移位流體之饋入級隔膜160、一用以移動饋入級隔膜160之活塞165、一導螺桿170及一步進馬達175。導螺桿170經由用於將來自馬達之能量賦予導螺桿170之螺帽、齒輪或其他機構而耦接至步進馬達175。根據一實施例，饋入馬達170使一螺帽旋轉，其又嚮導螺桿170賦予線性運動，從而導致活塞165致動。施配級幫浦180("施配幫浦180")可類似地包括一施配腔室185、一施配級隔膜190、一活塞192、一導螺桿195及一施配馬達200。根據其他實施例，饋入級105及施配級110可各為包括氣動致動幫浦、液壓幫浦或其他幫浦之各種其他幫浦。使用氣動致動幫浦用於饋入級及使用步進馬達驅動液壓幫浦之多級幫浦之一實例在全文以引用之方式併入本文中的美國專利申請案第11/051,576號中得以描述。
饋入馬達175及施配馬達200可為任何適當之馬達。根據一實施例，施配馬達200為永磁同步馬達("PMSM")。PMSM可藉由在馬達200處之利用場定向控制("FOC")或其他類型之速度/位置控制之數位信號處理器("DSP")、機載於多級幫浦100上之控制器或獨立幫浦控制器(例如，如圖1中所示)來控制。PMSM 200可進一步包括一用於施配馬達200之位置之即時反饋的編碼器(例如，細線旋轉式位置編碼器)。位置感應器之使用提供活塞192之位置之準確且可重複的控制，其導致準確且可重複地控制施配腔室185中之流體移動。舉例而言，藉由使用向DSP提供8000個計數之2000線編碼器，有可能對0.045度之旋轉進行準確量測且在0.045度之旋轉下進行控制。此外，PMSM可在很小振動或無振動之情況下以低速度來運轉。饋入馬達175亦可為PMSM或步進馬達。根據本發明之一實施例，饋入級馬達175可為零件號為L1LAB－005之步進馬達且施配級馬達200可為零件號為DA23DBBL－13E17A之無刷DC馬達，兩者均來自美國N.H.之Dover的EAD馬達。
打開或關閉多級幫浦100之閥門以允許或限制流體流動至多級幫浦100之各種部分。根據一實施例，該等閥門可為視確定壓力還是真空而打開或關閉之氣動致動的(亦即，氣體驅動的)隔膜閥門。然而，在本發明之其他實施例中，可使用任何適當之閥門。
在操作中，多級幫浦100可包括一就緒區段、施配區段、填充區段、預過濾區段、過濾區段、排放區段、淨化區段及靜態淨化區段。在饋入區段期間，打開入口閥門125且饋入級幫浦150移動(例如，拉動)饋入級隔膜160以將流體汲取至饋入腔室155中。一旦充足量之流體已填充饋入腔室155，則關閉入口閥門125。在過濾區段期間，饋入級幫浦150移動饋入級隔膜160以移位來自饋入腔室155之流體。打開隔離閥門130及阻障閥門135以允許流體經由過濾器120而流動至施配腔室185。根據一實施例，可首先打開隔離閥門130(例如，在"預過濾區段"中)以允許在過濾器120中建置壓力，且接著打開阻障閥門135以允許流體流動至施配腔室185中。在過濾區段期間，可使施配幫浦180到達其原位。如全文均以引用之方式併入本文中的由Laverdiere等人於2004年11月23日申請之標題為"System and Method for a Variable Home Position Dispense System"的美國臨時專利申請案第60/630,384號及由Laverdiere等人於2005年11月21日申請之標題為"System and Method for a Variable Home Position Dispense System"的PCT申請案第PCT/US2005/042127號中所描述，施配幫浦之原位可為在施配循環中在施配幫浦處提供最大可用容積但小於施配幫浦可提供之最大可用容積之位置。基於施配循環之各種參數而選擇原位以降低多級幫浦100之未使用的滯留容積。可類似地使饋入幫浦150到達提供小於其最大可用容積之容積的原位。
隨著流體流動至施配腔室185中，流體之壓力增加。根據本發明之一實施例，當施配腔室185中之流體壓力達到預定壓力設定點時(例如，如由壓力感應器112所判定)，施配級幫浦180開始收回施配級隔膜190。換言之，施配級幫浦180增加施配腔室185之可用容積以允許流體流動至施配腔室185中。此可(例如)藉由以預定速率來反向施配馬達200而完成，從而導致施配腔室185中之壓力減小。若施配腔室185中之壓力下降至低於設定點(在系統之容許度內)，則增加饋入馬達175之速率以導致施配腔室185中之壓力達到設定點。若壓力超過設定點(在系統之容許度內)，則減小饋入步進馬達175之速率，從而導致下游施配腔室185中之壓力減少。可重複增加及減小饋入級馬達175之速度的處理，直至施配級幫浦達到原位，此時可停止兩個馬達。
根據另一實施例，可使用"死帶"控制機制來控制過濾區段期間之第一級馬達之速度。當施配腔室185中之壓力達到初始臨限值時，施配級幫浦可移動施配級隔膜190以允許流體較自由地流動至施配腔室185中，進而導致施配腔室185中之壓力下降。若壓力降至低於最小壓力臨限值，則增加饋入級馬達175之速度，從而導致施配腔室185中之壓力增加。若施配腔室185中之壓力增加超出最大壓力臨限值，則減小饋入級馬達175之速度。此外，可重複增加及減小饋入級馬達175之速度的處理，直至施配級幫浦到達原位。
在排放區段開始時，打開隔離閥門130，關閉阻障閥門135且打開排放閥門145。在另一實施例中，阻障閥門135可在排放區段期間保持打開且在排放區段結束時關閉。在此時間期間，若阻障閥門135打開，則因為可藉由壓力感應器112而量測之在施配腔室中之壓力將受過濾器120中之壓力影響，故控制器可獲知壓力。饋入級幫浦150向流體施加壓力以經由打開之排放閥門145而自過濾器120移除氣泡。饋入級幫浦150可經控制以導致排放以預定速率出現，此允許較長的排放時間及較低的排放速率，進而允許排放廢物量之準確控制。若饋入幫浦為氣動式幫浦，則可在排放流體路徑中施加流體流動限制，且可增加或減小施加至饋入幫浦之氣動壓力，以便維持"排放"設定點壓力，從而提供另外不受控制之方法的某一控制。
在淨化區段開始時，關閉隔離閥門130，關閉阻障閥門135(若其在排放區段中打開)，關閉排放閥門145，且打開淨化閥門140並打開入口閥門125。施配幫浦180向施配腔室185中之流體施加壓力以經由淨化閥門140而排放氣泡。在靜態淨化區段期間，停止施配幫浦180，但淨化閥門140保持打開以繼續排放空氣。在淨化或靜態淨化區段期間所移除之任何過量流體可被導引出多級幫浦100(例如，返回至流體源或丟棄)或再循環至饋入級幫浦150。在就緒區段期間，可打開隔離閥門130及阻障閥門135且關閉淨化閥門140，使得饋入級幫浦150可達到來源(例如，源瓶)之周圍壓力。根據其他實施例，可在就緒區段處關閉所有閥門。
在施配區段期間，出口閥門147打開且施配幫浦180向施配腔室185中之流體施加壓力。因為出口閥門147可比施配幫浦180對控制做出較慢反應，故可首先打開出口閥門147且在某一預定時段後起動施配馬達200。此防止施配幫浦180推動流體通過部分打開之出口閥門147。此外，此防止流體由閥門打開所導致之沿施配噴嘴向上移動，繼之以由馬達動作所導致之前向流體運動。在其他實施例中，可打開出口閥門147且同時藉由施配幫浦180來開始施配。
可執行移除施配噴嘴中之過量流體的額外反吸區段。在反吸區段期間，出口閥門147可關閉且可使用次要馬達或真空以將過量流體自出口噴嘴中吸出。或者，出口閥門147可保持打開且施配馬達200可經反向以將流體吸回至施配腔室中。反吸區段有助於防止過量流體滴至晶圓上。
簡要地參看圖3，此圖提供圖1之多級幫浦100之各種操作區段之閥門及施配馬達時序的圖示。雖然將若干閥門展示為在區段改變期間同時關閉，但可稍微分開地(例如，100毫秒)定時閥門之關閉以減小壓力尖峰。舉例而言，在排放區段與淨化區段之間，隔離閥門130可在排放閥門145之前不久關閉。然而，應注意，可在本發明之各種實施例中利用其他閥門時序。另外，可一起執行若干區段(例如，可同時執行填充/施配級，在此情況下，入口閥門及出口閥門兩者在施配/填充區段中可打開)。應進一步注意，不必為每一循環而重複特定區段。舉例而言，可能不在每一循環中執行淨化及靜態淨化區段。類似地，可能不在每一循環中執行排放區段。
各種閥門之打開及關閉可在流體中導致壓力尖峰。在靜態淨化區段結束時淨化閥門140之關閉(例如)可導致施配腔室185中之壓力增加。可出現此情況，因為每一閥門可在其關閉時移位少量流體。淨化閥門140(例如)可在其關閉時將少量流體移位至施配腔室185中。因為當歸因於淨化閥門140之關閉而出現壓力增加時關閉出口閥門147，故若壓力不減小，則在隨後之施配區段期間可出現流體至晶圓上之"噴射"。為在靜態淨化區段或額外區段期間釋放此壓力，可反向施配馬達200以將活塞192收回一預定距離來補償由阻障閥門135及/或淨化閥門140之關閉所導致的任何壓力增加。
壓力尖峰可由其他閥門而不僅是淨化閥門140之關閉(或打開)所導致。應進一步注意，在就緒區段期間，施配腔室185中之壓力可基於隔膜之特性、溫度或其他因素而改變。施配馬達200可經控制以補償此壓力浮動。
因此，本發明之實施例提供一種具有輕度流體處理特徵之多級幫浦。藉由基於來自施配幫浦處之壓力感應器的即時反饋而控制饋入幫浦之操作，可避免潛在地損害壓力尖峰。本發明之實施例亦可使用其他幫浦控制機構及閥門裏料以有助於降低壓力對處理流體之有害效應。
圖4為用於多級幫浦100之幫浦總成之一實施例的圖示。多級幫浦100可包括一施配區塊205，其界定通過多級幫浦100之各種流體流動路徑。根據一實施例，施配幫浦區塊205可為PTFE、經改質之PTFE或其他材料之整體區塊。因為該等材料不與或最低程度地與許多處理流體起反應，故該等材料之使用允許藉由最少量的額外硬體而將流動通路及幫浦腔室直接加工於施配區塊205中。因此，施配區塊205藉由提供流體歧管而降低對管路之需要。
施配區塊205可包括各種外部入口及出口，包括(例如)用於收納流體之入口210、用於在排放區段期間排放流體之排放出口215及用於在施配區段期間施配流體之施配出口220。在圖4之實例中，施配區塊205並不包括外部淨化出口，因為淨化流體被導引回至饋入腔室(如圖5A及圖5B中所示)。然而，在本發明之其他實施例中，可在外部淨化流體。
施配區塊205將流體導引至饋入幫浦、施配幫浦及過濾器120。幫浦蓋225可保護饋入馬達175及施配馬達200不受損害，而活塞外殼227可向活塞165及活塞192提供保護。閥門板230為閥門系統(例如，圖2之入口閥門125、隔離閥門130、阻障閥門135、淨化閥門140及排放閥門145)提供一閥門外殼，其可經組態以將流體流導向至多級幫浦100之各種組件。根據一實施例，入口閥門125、隔離閥門130、阻障閥門135、淨化閥門140及排放閥門145中之每一者整合於閥門板230中且為視將壓力還是真空施加至對應隔膜而打開或關閉之隔膜閥門，且出口閥門147處於施配區塊205之外部。對於每一閥門而言，PTFE、經改質之PTFE、複合物或其他材料隔膜夾於閥門板230與施配區塊205之間。閥門板230包括用於每一閥門之閥門控制入口以向對應隔膜施加壓力或真空。舉例而言，入口235對應於阻障閥門135，入口240對應於淨化閥門140，入口245對應於隔離閥門130，入口250對應於排放閥門145，且入口255對應於入口閥門125。藉由向入口選擇性地施加壓力或真空而打開及關閉對應閥門。
經由閥門控制供應線260而向閥門板230提供閥門控制氣體及真空，該等閥門控制供應線260經由施配區塊205而自閥門控制歧管(位於蓋263下方之區域)延伸至閥門板230。閥門控制氣體供應入口265向閥門控制歧管提供加壓氣體且真空入口270向閥門控制歧管提供真空(或低壓)。閥門控制歧管充當三通閥門以經由供應線260而將加壓氣體或真空導引至閥門板230之合適入口以致動對應閥門。
圖5A為多級幫浦100之一實施例的圖示，其中使施配區塊205透明以展示經由其而界定之流體流動通路。施配區塊205界定多級幫浦100之各種腔室及流體流動通路。根據一實施例，饋入腔室155及施配腔室185可直接加工於施配區塊205中。另外，各種流動通路可加工於施配區塊205中。流體流動通路275(圖5C中所示)自入口210延伸至入口閥門。流體流動通路280自入口閥門延伸至饋入腔室155，以完成自入口210至饋入幫浦150之路徑。閥門外殼230中之入口閥門125調節入口210與饋入幫浦150之間的流動。流動通路285將來自饋入幫浦150之流體導引至閥門板230中之隔離閥門130。藉由另一流動通路(未圖示)而將隔離閥門130之輸出導引至過濾器120。流體經由連接過濾器120之流動通路而自過濾器120流動至排放閥門145及阻障閥門135。將排放閥門145之輸出導引至排放出口215，而經由流動通路290而將阻障閥門135之輸出導引至施配幫浦180。在施配區段期間，施配幫浦可經由流動通路295而將流體輸出至出口220，或在淨化區段中，施配幫浦可經由流動通路300而將流體輸出至淨化閥門。在淨化區段期間，流體可經由流動通道305而返回至饋入幫浦150。因為可直接在PTFE(或其他材料)區塊中形成流體流動通路，故施配區塊205可充當多級幫浦100之各種組件之間的處理流體之管路，從而避免或減少對額外管道之需要。在其他情況下，可將管道插入於施配區塊205中以界定流體流動通路。圖5B根據一實施例提供施配區塊205之圖示，該施配區塊205經使得透明以展示其中之若干流動通路。
圖5A亦展示多級幫浦100，其中幫浦蓋225及歧管蓋263被移除以展示饋入幫浦150(包括饋入級馬達175)、施配幫浦180(包括施配馬達200)及閥門控制歧管302。根據本發明之一實施例，饋入幫浦150、施配幫浦180及閥門板230之部分可使用插入至施配區塊205中之對應空穴中的桿體(例如，金屬桿)而耦接至施配區塊205。每一桿體可包括一或多個螺紋孔以收納螺桿。作為一實例，施配馬達200及活塞外殼227可經由一或多個螺桿(例如，螺桿275及螺桿280)而安裝至施配區塊205，該或該等螺桿穿過施配區塊205中之螺桿孔以旋擰至桿體285中之對應孔中。應注意，以實例方式來提供用於將組件耦接至施配區塊205之此機構，且可使用任何適當之附著機構。
圖5C為展示用於向閥門板230提供壓力或真空之供應線260之多級幫浦100的圖示。如結合圖4所論述，閥門板230中之閥門可經組態以允許流體流動至多級幫浦100之各種組件。閥門之致動藉由將壓力或真空導向至每一供應線260之閥門控制歧管302來控制。每一供應線260可包括一具有一小孔(亦即，限制)之接頭(實例接頭以318來指示)。每一供應線中之孔有助於減緩壓力與真空至供應線之施加之間的急劇壓力差之效應。此允許閥門更平穩地打開及關閉。
圖6為說明多級幫浦100之一實施例之部分總成的圖示。在圖6中，如上文所述，閥門板230已經耦接至施配區塊205。對於饋入級幫浦150而言，可將具有導螺桿170之隔膜160插入於饋入腔室155中，而對於施配幫浦180而言，可將具有導螺桿195之隔膜190插入於施配腔室185中。活塞外殼227置放於饋入腔室及施配腔室上，其中導螺桿穿過該活塞外殼227。施配馬達200耦接至導螺桿195且可經由一旋轉母螺紋螺帽而嚮導螺桿195賦予線性運動。類似地，饋入馬達175耦接至導螺桿170且亦可經由一旋轉母螺紋螺帽而嚮導螺桿170賦予線性運動。間隔物319可用以使施配馬達200與活塞外殼227偏移。如結合圖5所描述，所展示之實施例中的螺桿使用插入於施配區塊205中之具有螺紋孔的桿體而將饋入馬達175及施配馬達200附著至多級幫浦100。舉例而言，可將螺桿315旋擰至桿體320中之螺紋孔中，且可將螺桿325旋擰至桿體330中之螺紋孔中以附著饋入馬達175。
圖7為進一步說明多級幫浦100之一實施例之部分總成的圖示。圖7說明向施配區塊205添加過濾器接頭335、340及345。螺帽350、355、360可用以固持過濾器接頭335、340、345。應注意，可使用任何適當之接頭且以實例方式來提供所說明之接頭。每一過濾器接頭通向至饋入腔室、排放出口或施配腔室(皆經由閥門板230)之流動通路中之一者。可將壓力感應器112插入於施配區塊205中，其中壓力感應面暴露於施配腔室185。O型環365密封壓力感應器112與施配腔室185之介面。壓力感應器112藉由螺帽367而牢固地固持於適當位置。可將閥門控制歧管302擰緊至活塞外殼227。閥門控制線(未圖示)自閥門控制歧管302之出口延伸至開口375處之施配區塊205中且離開施配區塊205之頂部而延伸至閥門板230(如圖4中所示)。
圖7亦說明用於與幫浦控制器(例如，圖1之幫浦控制器20)進行通信之若干介面。壓力感應器112經由一或多個導線(以380來表示)而向控制器20傳達壓力讀數。施配馬達200包括一用以自幫浦控制器20接收信號以導致施配馬達200移動之馬達控制介面205。另外，施配馬達200可向幫浦控制器20傳達包括位置資訊(例如，來自位置線編碼器)之資訊。類似地，饋入馬達175可包括一用以自幫浦控制器20接收控制信號且向幫浦控制器20傳達資訊之通信介面390。
圖8A說明多級幫浦100之一部分的側視圖，包括施配區塊205、閥門板230、活塞外殼227、導螺桿170及導螺桿195。圖8B說明圖8A之展示施配區塊205、施配腔室185、活塞外殼227、導螺桿195、活塞192及施配隔膜190之剖面圖。如圖8B中所示，施配腔室185可至少部分地由施配區塊205所界定。當導螺桿195旋轉時，活塞192可向上移動(相對於圖8B中所示之排列)以移位施配隔膜190，進而導致施配腔室185中之流體經由出口流動通路295而離開腔室。圖8C說明圖8B之細節B。在圖8C中所示之實施例中，施配隔膜190包括一適應於施配區塊200中之溝槽400的夾鉗395。在此實施例中，施配隔膜190之邊緣因此密封於活塞外殼227與施配區塊205之間。根據一實施例，施配幫浦及/或饋入幫浦150可為滾動隔膜幫浦。
應注意，以實例方式而非限制方式來提供結合圖1至圖8C而描述之多級幫浦100，且本發明之實施例可經實施用於其他多級幫浦組態。
如上文所描述，本發明之實施例可在多級幫浦(例如，多級幫浦100)之操作之過濾區段期間提供壓力控制。圖9為說明用於在過濾區段期間控制壓力之方法之一實施例的流程圖。圖9之方法可使用儲存於電腦可讀媒體上之可由處理器執行以控制多級幫浦之軟體指令來實施。在過濾區段開始時，馬達175開始以預定速率將流體推出饋入腔室155(步驟405)，從而導致流體進入施配腔室185。當施配腔室185中之壓力達到預定設定點(如在步驟410處由壓力感應器112所判定)時，施配馬達開始移動以收回活塞192及隔膜190(步驟415)。根據一實施例，施配馬達可以預定速率來收回活塞165。因此，施配幫浦180使較多容積可用於施配腔室185中之流體，進而導致流體之壓力減小。
壓力感應器112連續地監控施配腔室185中之流體的壓力(步驟420)。若壓力處於或高於設定點，則饋入級馬達175以減小之速度而操作(步驟425)，否則饋入馬達175以增加之速度而操作(步驟430)。可繼續基於施配腔室185處之即時壓力而增加及減小饋入級馬達175之速度的處理，直至施配幫浦180到達原位(如在步驟435處所判定)。當施配幫浦180到達原位時，可停止饋入級馬達175及施配級馬達200。
可以各種方式來判定施配幫浦180是否已到達其原位。舉例而言，如全文以引用之方式併入本文中的由Laverdiere等人於2004年11月23日申請之標題為"System and Method for a Variable Home Position Dispense System"的美國臨時專利申請案第60/630,384號及由Laverdiere等人於2005年11月21申請之標題為"System and Method for a Variable Home Position Dispense System"的PCT專利申請案第PCT/US2005/042127號中所描述，此可藉由一用以判定導螺桿195之位置且因此判定隔膜190之位置的位置感應器而完成。在其他實施例中，施配級馬達200可為步進馬達。在此情況下，由於每一步進將隔膜190移位一特定量，故可藉由計數馬達之步進而判定施配幫浦180是否處於其原位。視需要或所要而定，可重複圖9之步驟。
圖10說明用於操作根據本發明之一實施例之多級幫浦之在施配腔室185處的壓力輪廓。在點440處，開始施配且施配幫浦180將流體推出出口。施配在點445處結束。施配腔室185處之壓力在填充區段期間保持相當恆定，因為在此區段中通常不涉及施配幫浦180。在點450處，過濾區段開始且饋入級馬達175以預定速率前進以推動來自饋入腔室155之流體。在圖10中可看出，施配腔室185中之壓力開始升高以在點455處達到預定設定點。當施配腔室185中之壓力達到設定點時，施配馬達200以恆定速率來反向以增加施配腔室185中之可用容積。在點455與點460之間的壓力輪廓之相對較平坦的部分中，只要壓力降至低於設定點，則饋入馬達175之速度增加，且當達到設定點時，饋入馬達175之速度減小。此使施配腔室185中之壓力保持於大約恆定之壓力。在點460處，施配馬達200到達其原位且過濾區段結束。點460處之急劇壓力尖峰由阻障閥門135在過濾結束時之關閉所導致。
結合圖9及圖10而描述之控制機制使用單一設定點。然而，在本發明之其他實施例中，可使用最小壓力臨限值及最大壓力臨限值。圖11為說明使用最小壓力臨限值及最大壓力臨限值之方法之一實施例的流程圖。圖11之方法可使用儲存於電腦可讀媒體上之可由處理器執行以控制多級幫浦之軟體指令來實施。在過濾區段開始時，馬達175開始以預定速率而將流體推出饋入腔室155(步驟470)，從而導致流體進入施配腔室185。當施配腔室185中之壓力達到初始臨限值(如在步驟480處由來自壓力感應器112之量測所判定)時，施配馬達開始移動以收回活塞192及隔膜190(步驟485)。此初始臨限值可與最大臨限值或最小臨限值中之任一者相同或不同。根據一實施例，施配馬達以預定速率收回活塞165。因此，施配幫浦180收回，從而使較多容積可用於施配腔室185中之流體，進而導致流體之壓力減小。
壓力感應器112連續地監控施配腔室185中之流體的壓力(步驟490)。若壓力達到最大壓力臨限值，則饋入級馬達175以判定速度而操作(步驟495)。若壓力降至低於最小壓力臨限值，則饋入級馬達175以增加之速度而操作(步驟500)。可繼續基於施配腔室185處之壓力而增加及減小饋入級馬達175之速度的處理，直至施配幫浦180到達原位(如在步驟505處所判定)。當施配幫浦180到達原位時，可停止饋入級馬達175及施配級馬達200。此外，視需要或所要而定，可重複圖11之步驟。
因此，本發明之實施例提供一種用以藉由控制由饋入幫浦在流體上所確定之壓力而控制施配幫浦180處之壓力之機構。當施配幫浦180處之壓力達到預定臨限值(例如，設定點或最大壓力臨限值)時，可降低饋入級幫浦150之速度。當施配幫浦180處之壓力降至低於預定臨限值(例如，設定點或最小壓力臨限值)時，可增加饋入級幫浦150之速度。根據本發明之一實施例，視施配腔室185處之壓力而定，饋入級馬達175可在預定速度之間循環。在其他實施例中，若施配腔室185中之壓力高於預定臨限值(例如，設定點或最大壓力臨限值)，則饋入級馬達175之速度可連續地減小，且若施配腔室185中之壓力降至低於預定臨限值(例如，設定點或最小壓力臨限值)，則饋入級馬達175之速度可連續地增加。
如上文所描述，多級幫浦100包括具有馬達175(例如，步進馬達、無刷DC馬達或其他馬達)之饋入幫浦150，該馬達175可視施配腔室185處之壓力而改變速度。根據本發明之另一實施例，饋入級幫浦可為氣動致動之隔膜幫浦。圖12為包括氣動饋入幫浦515之多級幫浦510之一實施例的圖示。如同多級幫浦100，多級幫浦510包括一饋入級部分105及一獨立施配級部分110。自流體流動之觀點，位於饋入級部分105與施配級部分110之間的為用以過濾來自處理流體之雜質的過濾器120。許多閥門可控制通過多級幫浦100之流體流動，該等閥門包括(例如)入口閥門125、隔離閥門130、阻障閥門135、淨化閥門140、排放閥門145及出口閥門147。施配級部分110可包括一判定施配級110處之流體之壓力的壓力感應器112。如下文所述，由壓力感應器112所判定之壓力可用以控制各種幫浦之速度。
饋入幫浦515包括可經由打開之入口閥門125而自流體供應源汲取流體之饋入腔室520。為控制流體進入及離開饋入腔室520之入口，饋入閥門525控制將真空、正饋入壓力或大氣壓施加至饋入隔膜530。根據一實施例，加壓之N2 可用以提供饋入壓力。為將流體汲取至饋入腔室520中，將真空施加至隔膜530，使得與饋入腔室520之一壁相抵而拉動隔膜。為將流體推出饋入腔室520，可向隔膜530施加饋入壓力。
根據一實施例，在過濾區段期間，可藉由向隔膜530選擇性地施加饋入壓力而調節施配腔室185處之壓力。在過濾開始時，向饋入隔膜530施加饋入壓力。繼續施加此壓力，直至在施配腔室185處達到預定壓力臨限值(例如，初始臨限值、設定點或其他預定臨限值)(例如，如由壓力感應器112所判定)。當滿足初始臨限值時，施配幫浦180之馬達200開始收回以為施配腔室185中之流體提供較多可用容積。壓力感應器112可連續地讀取施配腔室185中之壓力。若流體壓力超過預定臨限值(例如，最大壓力臨限值、設定點或其他臨限值)時，則可移除或降低饋入幫浦515處之饋入壓力。若施配腔室185處之流體壓力降至低於預定臨限值(例如，最小壓力臨限值、設定點或其他預定臨限值)，則可在饋入幫浦515處重新確定饋入壓力。
因此，本發明之實施例提供一種用於藉由基於在施配幫浦處所判定之壓力來調整饋入幫浦之操作而在過濾區段期間調節流體之壓力的系統及方法。可藉由(例如)增加或減小饋入幫浦馬達之速度、增加或減小在饋入幫浦處所施加之饋入壓力或另外調整饋入幫浦之操作而改變饋入幫浦之操作以導致下游處理流體之壓力增加或減小。
本發明之實施例亦在排放區段期間提供流體壓力之控制。參看圖2，若阻障閥門135在排放區段期間保持打開，則壓力感應器112將判定施配腔室185中之流體的壓力，其將受過濾器120中之流體的壓力影響。若壓力超過預定臨限值(例如，最大壓力臨限值或設定點)，則可降低饋入馬達175之速度(或在圖12之實例中降低饋入壓力)，且若壓力降至預定臨限值(例如，最小壓力臨限值或設定點)，則可增加饋入馬達175之速度(或在圖12之實例中增加饋入壓力)。根據另一實施例，使用者可提供排放速率(例如，0.05 cc/sec)及排放量(例如，0.15 cc或3秒)，且饋入馬達可以合適速率來移位流體持續指定時間量。
自前文可理解到，本發明之一實施例提供一種用於控制多級幫浦中之壓力之系統，該多級幫浦具有第一級幫浦(例如，饋入幫浦)及第二級幫浦(例如，施配幫浦)，該第二級幫浦具有一壓力感應器以判定該第二級幫浦處之流體的壓力。幫浦控制器可藉由調整第一級幫浦之操作而調節第二級幫浦處之流體壓力。幫浦控制器耦接至第一級幫浦、第二級幫浦及壓力感應器(亦即，可操作以與第一級幫浦、第二級幫浦及壓力感應器進行通信)且可操作以接收來自壓力感應器之壓力量測。若來自壓力感應器之壓力量測指示第二級幫浦處之壓力已達到第一預定臨限值(例如，設定點、最大壓力臨限值或其他壓力臨限值)，則幫浦控制器可導致第一級幫浦在流體上確定較少壓力(例如，藉由減慢其馬達速度、降低饋入壓力或另外減小流體上之壓力)。若壓力量測指示第二級幫浦處之壓力低於臨限值(例如，設定點、最小壓力臨限值或其他臨限值)，則控制器可導致第一級幫浦在流體上確定較多壓力(例如，藉由增加第一級幫浦之馬達速度或增加饋入壓力或另外增加流體上之壓力)。
本發明之另一實施例包括一種用於控制多級幫浦中之施配幫浦之流體壓力之方法。該方法可包含：向饋入幫浦處之流體施加壓力；判定饋入幫浦之下游之施配幫浦處的流體壓力；若施配幫浦處之流體壓力達到預定最大壓力臨限值，則降低饋入幫浦處之流體上的壓力；或若施配幫浦處之流體壓力低於預定最小壓力臨限值，則增加饋入幫浦處之流體上的壓力。應注意，最大壓力臨限值及最小壓力臨限值可皆為設定點。
本發明之又一實施例包含一種用於控制幫浦之電腦程式產品。該電腦程式產品可包含一組儲存於一或多個電腦可讀媒體上之電腦指令。該等指令可由一或多個處理器執行以：接收來自壓力感應器之壓力量測；比較壓力量測與第一預定臨限值(最大壓力臨限值、設定點或其他臨限值)；及若來自壓力感應器之壓力量測指示第二級幫浦處之壓力已達到第一預定臨限值，則藉由(例如)指示第一級幫浦減小馬達速度而指示第一級幫浦在流體上確定較少壓力、施加較少饋入壓力或另外減小由第一級幫浦施加於流體上之壓力。另外，電腦程式產品可包含可執行以進行以下動作之指令：若來自壓力感應器之壓力量測指示第二幫浦處之壓力已下降至低於第二臨限值，則指示第一幫浦在流體上確定較多壓力。
本發明之另一實施例可包括一種適用於半導體製造處理中之多級幫浦，其包含一饋入幫浦、一與饋入幫浦形成流體連通之過濾器、一與過濾器形成流體連通之施配幫浦、一在饋入幫浦與過濾器之間的隔離閥門、一在過濾器與施配幫浦之間的阻障閥門、一用以量測施配幫浦處之壓力之壓力感應器及一連接至饋入幫浦、施配幫浦、饋入幫浦及壓力感應器(亦即，可操作以與饋入幫浦、施配幫浦、饋入幫浦及壓力感應器進行通信)之控制器。饋入幫浦進一步包含一饋入腔室、一在饋入腔室中之饋入隔膜、一與饋入隔膜相接觸以移位饋入隔膜之饋入活塞、一耦接至饋入活塞之饋入導螺桿及一耦接至饋入導螺桿以向饋入導螺桿賦予運動以導致饋入活塞移動之饋入馬達。施配幫浦進一步包含一施配腔室、一在施配腔室中之施配隔膜、一與施配隔膜相接觸以移位施配隔膜之施配活塞、一耦接至施配活塞以在施配腔室中移位施配活塞之施配導螺桿、一耦接至施配活塞之施配導螺桿、一耦接至施配導螺桿以向施配導螺桿賦予運動以導致施配活塞移動之施配馬達。控制器可操作以接收來自壓力感應器之壓力量測。當壓力量測指示施配腔室中之流體的壓力最初已達到設定點時，控制器指示施配馬達以大約恆定之速率而操作以收回施配活塞。對於隨後之壓力量測，若隨後之壓力量測指示施配腔室中之流體的壓力低於設定點，則控制器指示饋入馬達以減小之速度而操作，且若隨後之壓力量測高於設定點，則控制器指示饋入馬達以增加之速度而操作。
雖然用於幫浦之上述系統及方法提供流體之準確且可靠的施配，但處理時序之變化或對該等幫浦之正常磨損及耗損(例如，停止閥門故障、流體管道扭接、噴嘴堵塞、流體路徑中之空氣，等等)有時可經由幫浦之不正確操作而顯現自身。如上文所論述，需要偵測該等逼近的失效條件或不正確操作。根據一實施例，為實現此情況，本發明提供一種用於監控幫浦之方法，其包括驗證幫浦之正確操作且偵測幫浦之逼近的失效條件。具體而言，本發明之實施例可確認來自幫浦之流體的準確施配或幫浦內之過濾器的正確操作(在其他操作動作或條件之中)。
圖13為描繪用於偵測包括上文所述之幫浦之實施例之幫浦中的不正確操作(或相反地，驗證正確操作)、逼近的失效條件或幾乎任何其他錯誤之一此方法之實施例的流程圖，此幫浦之一實例為由Entegris公司所製造之IG微型幫浦。更具體而言，可為一或多個參數建立基線輪廓(步驟1310)。接著，在幫浦100之操作期間，可量測該等參數以產生操作輪廓(步驟1320)。接著，可在一或多個對應點或部分處比較基線輪廓與操作輪廓(步驟1330)。若操作輪廓與基線輪廓相差多於某一容許度(步驟1340)，則可存在警報條件(步驟1350)，否則幫浦100可繼續操作。
為建立關於某些參數之基線輪廓(步驟1310)，可在基線或"極好的"(golden)運轉期間量測參數。在一實施例中，幫浦100之操作者或使用者可將幫浦100設立為其使用液體、與幫浦100將在幫浦100之正常使用或操作期間利用之條件及設備大體上類似或等同之條件及設備的規格。接著，將使幫浦100操作持續一施配循環(如上文關於圖3所描述)以根據使用者之配方來施配流體。在此施配循環期間，可大體上連續地或在一組點處量測參數以產生彼參數之操作輪廓。在一特定實施例中，參數之取樣可在大約一毫秒與十毫秒之間的時間間隔時出現。
接著，使用者可驗證幫浦100在此施配循環期間正確地操作，且由幫浦100在此施配循環期間所產生之施配係在其容許度或規格內。若使用者對幫浦操作及施配兩者感到滿意，則其可經由幫浦控制器20而指示希望應利用操作輪廓(例如，在施配循環期間所採取之對參數的量測)作為參數之基線輪廓。以此方式，可建立一或多個參數之基線輪廓。
圖10說明在根據本發明之一實施例之多級幫浦之操作期間在施配腔室185處之壓力輪廓的一實施例。在閱讀上文之後將顯而易見：可為使用者希望使用幫浦100之每一配方建立一或多個參數中之每一者的基線輪廓，使得當在此配方之情況下使用幫浦100時，可將與此配方相關聯之基線輪廓用於任何隨後之比較。
雖然可由使用者建立參數之基線輪廓，但亦可使用用於建立基線輪廓之其他方法(步驟1310)。舉例而言，一或多個參數之基線輪廓亦可在幫浦100之校準期間由幫浦100之製造商使用類似於由幫浦100之使用者將利用之測試台的測試台而得以產生且儲存於幫浦控制器20中。基線輪廓亦可藉由將操作輪廓用作基線輪廓而得以建立，其中在使用特定配方來執行施配循環的同時儲存操作輪廓且在彼施配循環期間控制器20尚未偵測到任何錯誤。事實上，在一實施例中，基線輪廓可使用預先儲存之操作輪廓而有規則地更新，在該預先儲存之操作輪廓中，控制器20尚未偵測到任何錯誤。
在為一或多個參數建立基線輪廓(步驟1310)之後，在幫浦100之操作期間，可藉由幫浦控制器20來監控該等參數中之每一者以產生對應於該或該等參數中之每一者的操作輪廓(步驟1320)。接著，可藉由控制器20來儲存該等操作輪廓中之每一者。此外，在一實施例中，可藉由以大約在1毫秒與10毫秒之間的時間間隔而對參數進行取樣來產生該等操作輪廓。
為偵測在幫浦100之操作期間可能已出現之各種問題，接著可比較在幫浦100之操作期間所產生之參數之操作輪廓與對應於相同參數之基線輪廓(步驟1330)。該等比較可藉由控制器20來進行，且可想像到，此比較可採用各種形式。舉例而言，可比較基線輪廓之一或多個點處的參數值與操作輪廓中之大體上等效點處之參數的值；可比較基線輪廓之平均值與操作輪廓之平均值；可比較在基線輪廓之一部分期間的參數之平均值與在操作輪廓之大體上相同部分期間的參數之平均值；等等。
應理解，所描述之比較類型僅為例示性的，且可利用基線輪廓與操作輪廓之間的任何適當比較。事實上，在許多情況下，可利用一個以上之比較或比較類型來判定是否已出現特定問題或條件。亦應理解，所利用之比較類型可至少部分地視待試圖偵測之條件而定。類似地，所比較之操作輪廓與基線輪廓之點或部分亦可視待試圖偵測之條件而定。另外，將認識到，所利用之比較可在幫浦之操作期間、在特定施配循環期間或在特定施配循環完成之後大體上即時地進行。
若比較導致在某一容許度之外的差(步驟1340)，則可在控制器20處登錄警報(步驟1350)。此警報可藉由控制器20來指示，或可將警報發送至與控制器20建立介面連接之工具控制器。如同以上所論述之比較類型，與給定比較一起利用之特定容許度可視各種因素而定，例如，進行比較處之輪廓之點或部分、使用者將使用幫浦100所藉由之處理或配方、由幫浦100所施配之流體類型、所利用之參數、需要偵測之條件或問題、容許度之使用者需要或使用者調整，等等。舉例而言，容許度可為基線輪廓之比較點處之參數之值的百分數或設定數目；視比較之點(或部分)而定，當比較基線輪廓與操作輪廓時，容許度可能不同；操作輪廓在比較點處之值低於參數在基線輪廓之比較點處之參數的值時之容許度可不同於操作輪廓在比較點處之值高於參數在基線輪廓之比較點處之參數的值時之容許度；等等。
以上所呈現之系統及方法之實施例的描述可參看特定實施例而加以更好地理解。如先前所提及，可能高度需要確認已進行流體之準確施配。在幫浦100之施配區段期間，出口閥門147打開且施配幫浦180向施配腔室185中之流體施加壓力。因為出口閥門147與施配幫浦180相比可對控制做出較慢反應，故可首先打開出口閥門147且在某一預定時段後起動施配馬達200。此防止施配幫浦180推動流體通過部分打開之出口閥門147。此外，此防止流體由閥門打開所導致之沿施配噴嘴向上移動，繼之以由馬達動作所導致之前向流體運動。在其他實施例中，可打開出口閥門147且同時藉由施配幫浦180來開始施配。
因為不正確施配可由施配馬達210之啟動的不正確時序及/或出口閥門147之時序所導致，故在許多情況下，不正確施配可在幫浦100之施配區段期間在施配腔室185中之壓力中顯現自身。舉例而言，假定出現出口閥門147之堵塞，或出口閥門147在打開中被延遲。由於施配馬達222試圖強制流體通過出口閥門147，故該等條件將在施配區段開始期間導致壓力尖峰或在整個施配區段導致一貫地較高的壓力。類似地，出口閥門147之過早關閉亦可能在施配區段結束時導致壓力尖峰。
因此，在一實施例中，為確認已出現可接受之施配或為偵測關於來自幫浦100之流體之施配的問題，可在施配循環期間使用施配腔室185中之壓力參數來產生基線輪廓(步驟1310)。接著，可使用壓力感應器112來監控在隨後之施配循環期間施配腔室185中之壓力以產生操作輪廓(步驟1320)。接著，可比較此操作輪廓與基線輪廓(步驟1330)以判定是否應發出警報(步驟1350)。
如上文所論述，在幫浦100之操作的施配區段期間，不正確施配可經由施配腔室185中之壓力變化而顯現自身。然而，更具體而言，歸因於不正確施配之原因的本質，在施配區段期間，該等壓力變化由於某些點而可能更加風行。因此，在一實施例中，當比較基線壓力輪廓與操作壓力輪廓(步驟1330)時，可進行四個比較。第一比較可為根據基線輪廓在施配區段期間之壓力之平均值與根據操作輪廓在施配區段期間之壓力之平均值的比較。此比較可用以偵測在施配區段期間可能出現之任何種類的突然堵塞。
第二比較可具有接近施配時間之開始之點處的壓力值。舉例而言，可比較通過基線輪廓上之施配區段大約15%之一或多個點處之壓力的值與操作輪廓之施配區段中之大體上相同點處之壓力的值。此比較可用以在施配之開始期間偵測由閥門之不正確致動所導致的流動限制。
第三比較可具有接近施配區段之中間之點處的壓力值。舉例而言，可比較通過基線輪廓上之施配區段大約50%之一或多個點處之壓力的值與操作輪廓之施配區段中之大體上相同點處之壓力的值。
最後比較可具有接近施配區段之結束之點處的壓力值。舉例而言，可比較通過基線輪廓上之施配區段大約90%之一或多個點處之壓力的值與操作輪廓之施配區段中之大體上相同點處之壓力的值。此比較可用以在施配區段之結束部分期間偵測由閥門之不正確致動所導致的流動限制。
可參看圖14來更好地理解在某些實施例中所涉及之各種比較(步驟1330)，圖14說明在根據本發明之一實施例之多級幫浦之操作期間施配腔室185處之壓力輪廓的一實施例。大約在點1440處，開始施配區段且施配幫浦180將流體推出出口。施配區段大約在點1445處結束。
因此，如上文所論述，在本發明之系統及方法的一實施例中，當比較基線壓力輪廓與操作壓力輪廓時，第一比較可具有大約在點1440與點1445之間的壓力之平均值，第二比較可在大約在通過施配區段大約15%之點1410處之基線壓力輪廓的值與操作壓力輪廓的值之間，第三比較可在大約在通過施配區段大約50%之點1420處之基線壓力輪廓的值與操作壓力輪廓的值之間，且第四比較可在大約在通過施配區段大約90%之點1430處之基線壓力輪廓的值與操作壓力輪廓的值之間。
如上文所提及，可將該等比較中之每一者之結果與容許度進行比較(步驟1340)以判定是否應發出警報(步驟1350)。此外，如上文所論述，與給定比較一起利用之特定容許度可視各種因素而定。然而，在許多情況下，當在施配區段期間所利用之參數為施配腔室185中之壓力時，在施配區段期間之壓力之間應存在很小偏差。因此，在此情況下所利用之容許度可能非常小，例如，在0.01 PSI與0.5 PSI之間。換言之，若給定點處之操作輪廓之值與大體上相同點處之基線壓力輪廓之值相差多於大約0.02 PSI，則可發出警報(步驟1350)。
可參看圖15來更好地說明基線壓力輪廓與操作壓力輪廓之間的比較，圖15描繪在多級幫浦之一實施例之操作期間施配腔室185處之基線壓力輪廓及在多級幫浦之隨後操作期間施配腔室185處之操作壓力輪廓。大約在點1540處，開始施配區段且施配幫浦180將流體推出出口。施配區段大約在點1545處結束。注意到，操作壓力輪廓1550在施配區段之部分期間與基線壓力輪廓1560明顯不同，其指示在操作壓力輪廓1550之施配區段期間所出現之關於施配的可能問題。如上文所描述，此可能問題可使用本發明之實施例來偵測。
具體而言，藉由使用上文所說明之比較，第一比較可具有大約在點1540與點1545之間的平均值。由於操作壓力輪廓1550在施配區段之開始與結束期間與基線壓力輪廓1540不同，故此比較將得到顯著差異。第二比較可在大約在通過施配區段大約15%之點1510處之基線壓力輪廓1540的值與操作壓力輪廓1550的值之間。可看出，在點1510處，操作壓力輪廓1550之值與基線壓力輪廓1540之值相差約1 PSI。第二比較可在大約在通過施配區段大約50%之點1520處之基線壓力輪廓1540的值與操作壓力輪廓1550的值之間。可看出，在點1520處，操作壓力輪廓1550之值與基線壓力輪廓1540之值大約相同。第三比較可在大約在通過施配區段大約90%之點1530處之基線壓力輪廓1540的值與操作壓力輪廓1550的值之間。可看出，在點1530處，操作壓力輪廓1550之值與基線壓力輪廓1540之值相差約5 PSI。因此，上文所述之四個比較中之三者可導致在某一容許度之外的比較(步驟1340)。
結果，可在圖15中所描繪之實例中發出警報(步驟1350)。此警報可警告使用者所偵測之偏差且用以關閉幫浦100。此警報可經由控制器20而加以提供，且可另外向使用者呈現選項以顯示參數之基線輪廓、顯示導致發出警報的參數之操作輪廓或一起顯示操作輪廓及基線輪廓(例如，一者重疊於另一者上(如圖15中所描繪))。在某些情形中，在幫浦100將重新開始操作之前，可強制使用者清除此警報。藉由強制使用者在可重新開始幫浦100或處理之前清除警報，可藉由強制使用者在偵測到可導致廢料之條件或出現該等條件之後大體上立即改善該等條件而防止廢料。
經由使用另一實例而可有助於說明本發明之系統及方法的遠程能力。如上文所述，在幫浦100之操作期間，通過幫浦100之流動路徑之流體可在操作之一或多個區段期間通過過濾器120。在該等過濾區段中之一者期間，當過濾器較新時，其可導致跨越過濾器120之可忽略的壓力降。然而，經由幫浦100、過濾器120之重複操作，過濾器120之孔可變得堵塞，從而導致對通過過濾器120之流動的較大阻力。最終，過濾器120之堵塞可導致幫浦100之不正確操作或對所施配之流體造成損害。因此，將需要在過濾器120之堵塞變得有問題之前偵測過濾器120之堵塞。
如上文所提及，根據一實施例，在過濾區段期間，可藉由向隔膜530選擇性地施加饋入壓力而調節施配腔室185處之壓力。在過濾區段開始時，向饋入隔膜530施加饋入壓力。繼續施加此壓力，直至在施配腔室185處達到預定壓力臨限值(例如，初始臨限值、設定點或其他預定臨限值)(例如，如由壓力感應器112所判定)。當滿足初始臨限值時，施配幫浦180之馬達200開始收回以為施配腔室185中之流體提供較多可用容積。壓力感應器112可連續地讀取施配腔室185中之壓力。若流體壓力超過預定臨限值(例如，最大壓力臨限值、設定點或其他臨限值)，則可移除或降低饋入幫浦515處之饋入壓力。若施配腔室185處之流體壓力降至低於預定臨限值(例如，最小壓力臨限值、設定點或其他預定臨限值)，則可在饋入幫浦515處重新確定饋入壓力。
因此，本發明之實施例提供一種用於藉由基於在施配幫浦處所判定之壓力來調整饋入幫浦之操作而在過濾區段期間調節流體之壓力的系統及方法。可藉由(例如)增加或減小饋入幫浦馬達之速度、增加或減小施加於饋入幫浦處之饋入壓力或另外調整饋入幫浦之操作而改變饋入幫浦之操作以導致下游處理流體之壓力增加或減小。
接著自以上描述可看出，由於過濾器120變得更加堵塞，且跨越過濾器120之壓力降相應地變得更大，故可需要使饋入級馬達175較快地、較頻繁地或以較高速率操作，以便在過濾區段期間在施配腔室185中維持等效的壓力，或在某些情況下，饋入級馬達175可能根本不能在施配腔室中維持等效的壓力(例如，若過濾器完全堵塞)。藉由在過濾區段期間監控饋入級馬達175之速度，接著可偵測到過濾器120之堵塞。
為此，在一實施例中，為偵測過濾器120之堵塞，當過濾器120較新(或在某些其他使用者判定點處，等等)時，可在過濾區段期間使用饋入級馬達175之速度的參數(或用以控制饋入級馬達175之速度的信號)來產生基線輪廓(步驟1310)且將其儲存於控制器20中。接著，可藉由控制器20來記錄在隨後之過濾區段期間饋入級馬達175之速度(或用以控制饋入級馬達175之速度的信號)以產生操作輪廓(步驟1320)。接著，可比較此饋入級馬達速度操作輪廓與饋入級馬達速度基線輪廓(步驟1330)以判定是否應發出警報(步驟1350)。
在一實施例中，此比較可採用比較基線輪廓之在過濾區段期間一或多個點處之饋入級馬達之速度的值與操作輪廓之大體上相同點組處之饋入級馬達之速度的值之形式，而在其他實施例中，此比較可比較在基線輪廓期間之在饋入級馬達175之控制限制之某一距離內所出現的時間百分數且將此與在操作輪廓期間之在饋入級馬達175之控制限制之某一距離內所出現的時間百分數進行比較。
類似地，可藉由本發明之實施例來偵測過濾器120中之空氣。在一實施例中，在預過濾區段期間，饋入級馬達175繼續施加壓力，直至在施配腔室185處達到預定壓力臨限值(例如，初始臨限值、設定點或其他預定臨限值)(例如，如由壓力感應器112所判定)。若在過濾器120中存在空氣，則使流體在施配腔室185中達到初始壓力所花費的時間可能花費得較長。舉例而言，若過濾器120經完全預致敏，則其可花費饋入級馬達175之100個步進且大約100毫秒以在施配腔室185中達到5 PSI，然而，若在過濾器120中存在空氣，則此時間或步進數目可明顯增加。結果，藉由監控在預過濾區段期間饋入級馬達175運轉直至在施配腔室185中達到初始壓力臨限值之時間，可偵測到過濾器120中之空氣。
為此，在一實施例中，為偵測過濾器120中之空氣，可使用在預過濾區段期間在施配腔室185中達到設定點壓力所花費之時間的參數來產生基線輪廓(步驟1310)且將該基線輪廓儲存於控制器20中。接著，可藉由控制器20來記錄在隨後之預過濾區段期間在施配腔室185中達到設定點壓力所花費之時間以產生操作輪廓(步驟1320)。接著，可比較此時間操作輪廓與時間基線輪廓(步驟1330)以判定是否應發出警報(步驟1350)。
本發明之其他實施例可包括經由監控施配馬達200之位置而驗證準確的施配。如上文詳細闡述，在施配區段期間，出口閥門147打開且施配幫浦180向施配腔室185中之流體施加壓力，直至施配完成。接著可看出，在施配區段開始時，施配馬達200處於第一位置，而在施配區段結束時，施配馬達200可處於第二位置。
在一實施例中，為確認準確施配，可在施配區段期間使用施配馬達200之位置的參數(或用以控制施配馬達200之位置的信號)來產生基線輪廓(步驟1310)。接著，可藉由控制器20來記錄在隨後之施配區段期間施配馬達200之位置(或用以控制施配馬達200之位置的信號)以產生操作輪廓(步驟1320)。接著，可比較此施配馬達位置操作輪廓與施配馬達位置基線輪廓(步驟1330)以判定是否應發出警報(步驟1350)。
此外，此比較視各種因素而可採用許多形式。在一實施例中，可比較基線輪廓之施配區段結束時施配馬達200之位置的值與操作輪廓中之施配區段結束時施配馬達200之位置的值。在另一實施例中，可在施配區段期間的各種點處比較根據基線輪廓之施配馬達200之位置的值與根據操作輪廓之施配馬達200之位置的值。
本發明之某些實施例亦可用於偵測幫浦100之其他各種機械組件之逼近的失效。舉例而言，在許多情況下，幫浦系統10可為封閉迴路系統，使得被提供至施配馬達200以將馬達200移動某一距離之電流可隨著施配馬達200上之負載而變化。此特性可用以偵測幫浦100內之可能的馬達失效或其他機械失效，例如，滾動活塞或隔膜問題、導螺桿問題，等等。
因此，為偵測逼近的馬達失效，本發明之系統及方法的實施例可在施配區段期間使用被提供至施配馬達200之電流的參數(或用以控制被提供至施配馬達200之電流的信號)來產生基線輪廓(步驟1310)。接著，可藉由控制器20來記錄在隨後之施配區段期間被提供至施配馬達200之電流(或用以控制被提供至施配馬達200之電流的信號)以產生操作輪廓(步驟1320)。接著，可比較此施配馬達電流操作輪廓與施配馬達位置基線輪廓(步驟1330)以判定是否應發出警報(步驟1350)。
雖然已參看以上實施例而詳細地描述本發明之系統及方法，但應理解，本發明之系統及方法亦可涵蓋其他廣泛及各式各樣的使用。舉例而言，本發明之系統及方法的實施例可用以藉由記錄對應於施配循環之一或多個參數的基線輪廓而確認幫浦之完整施配循環期間幫浦之操作且將此與在隨後之施配循環期間所產生之操作輪廓進行比較。藉由在整個施配循環內比較兩個輪廓，可實現硬體失效或其他問題之早期偵測。
雖然本文中已參看說明性實施例而詳細地描述本發明，但應理解，該描述僅為例示性的且不應在限制意義上加以解釋。因此，應進一步理解，一般技術者在參閱此描述後將顯而易見到且可進行本發明之實施例之細節的許多改變及本發明之額外實施例。預期所有此等改變及額外實施例係在如以下所主張之本發明之範疇內。
10．．．幫浦系統
15．．．流體源
20．．．幫浦控制器
25．．．晶圓
27．．．電腦可讀媒體
30．．．控制指令
35．．．處理器
40．．．通信鏈路
45．．．通信鏈路
100．．．多級幫浦
105．．．饋入級部分
110．．．施配級部分
112．．．壓力感應器
120．．．過濾器
125．．．入口閥門
130．．．隔離閥門
135．．．阻障閥門
140．．．淨化閥門
145．．．排放閥門
147．．．出口閥門
150．．．饋入級幫浦/饋入幫浦
155．．．饋入腔室
160．．．饋入級隔膜
165．．．活塞
170．．．導螺桿
175．．．步進馬達/饋入馬達
180．．．施配級幫浦/施配幫浦
185．．．施配腔室
190．．．施配級隔膜
192．．．活塞
195．．．導螺桿
200．．．施配馬達
205．．．施配區塊
210．．．入口
215．．．出口
220．．．施配出口
225．．．幫浦蓋
227．．．活塞外殼
230．．．閥門板
235．．．入口
240．．．入口
245．．．入口
250．．．入口
255．．．入口
260．．．供應線
263．．．歧管蓋
265．．．氣體供應入口
270．．．真空入口
275．．．螺桿/流動通路
280．．．螺桿/流動通路
285．．．流動通路/桿體
290．．．流動通路
295．．．流動通路
300．．．流動通路
302．．．閥門控制歧管
305．．．流動通路
319．．．間隔物
320．．．桿體
325．．．螺桿
330．．．桿體
335．．．過濾器接頭
340．．．過濾器接頭
345．．．過濾器接頭
350．．．螺帽
355．．．螺帽
360．．．螺帽
365．．．O型環
367．．．螺帽
375．．．開口
390．．．通信介面
395．．．夾鉗
400．．．溝槽
450．．．點
455．．．點
460．．．點
510．．．多級幫浦
515．．．饋入幫浦
520．．．饋入腔室
525．．．饋入閥門
530．．．饋入隔膜
1410．．．點
1420．．．點
1430．．．點
1440．．．點
1445．．．點
1510．．．點
1520．．．點
1530．．．點
1540．．．點
1545．．．點
1550．．．操作壓力輪廓
1560．．．基線壓力輪廓
圖1為幫浦系統之一實施例的圖示；圖2為根據本發明之一實施例之多級幫浦的圖示；圖3為本發明之一實施例之閥門及馬達時序的圖示；圖4及圖5A至圖5C為多級幫浦之一實施例的圖示；圖6為多級幫浦之部分總成之一實施例的圖示；圖7為多級幫浦之部分總成之另一實施例的圖示；圖8A為多級幫浦之一部分之一實施例的圖示；圖8B為圖8A之多級幫浦之實施例之截面A－A的圖示；圖8C為圖8B之多級幫浦之實施例之截面B的圖示；圖9為說明用於控制多級幫浦中之壓力之方法之一實施例的流程圖；圖10為根據本發明之一實施例之多級幫浦的壓力輪廓；圖11為說明用於控制多級幫浦中之壓力之方法之另一實施例的流程圖；圖12為多級幫浦之另一實施例的圖示；圖13為根據本發明之一方法之一實施例的流程圖；圖14為根據本發明之一實施例之多級幫浦的壓力輪廓；及圖15為根據本發明之一實施例之多級幫浦之基線壓力輪廓及多級幫浦之操作壓力輪廓。
105．．．饋入級部分
110．．．施配級部分
112．．．壓力感應器
120．．．過濾器
125．．．入口閥門
130．．．隔離閥門
135．．．阻障閥門
140．．．淨化閥門
145．．．排放閥門
147．．．出口閥門
150．．．饋入級幫浦/饋入幫浦
155．．．饋入腔室
160．．．饋入級隔膜
165．．．活塞
170．．．導螺桿
175．．．步進馬達/饋入馬達
180．．．施配級幫浦/施配幫浦
185．．．施配腔室
190．．．施配級隔膜
192．．．活塞
195．．．導螺桿
200．．．施配馬達

Claims (26)

  1. 一種用於監控一幫浦之系統，其包含：一第一級幫浦；一第二級幫浦，其與該第一級幫浦形成流體連通且在該第一級幫浦之下游；一壓力感應器，其用以量測一流體之壓力；及一幫浦控制器，其用以藉由調整該第一幫浦之操作而控制該第二級幫浦處之流體壓力，該幫浦控制器耦接至該第一級幫浦、該第二級幫浦及該壓力感應器；該幫浦控制器可操作以：產生一對應於一參數之第一操作輪廓；且比較同該第一操作輪廓相關聯之一或多個值中之每一者與同一基線輪廓相關聯之一對應值以判定該或該等值中之每一者是否在該對應值之一容許度內。
  2. 如請求項1之系統，其中產生該第一操作輪廓包含在該幫浦之操作期間記錄在一組點中之每一者處的該參數之一值。
  3. 如請求項1之系統，其中該控制器進一步可操作以：記錄一第二操作輪廓；且將該第二操作輪廓儲存為該基線輪廓。
  4. 如請求項1之系統，其中該參數為該第一幫浦之一馬達之速度，該流體的壓力，且其中該或該等值包含：一對應於在一施配區段期間該第一操作輪廓之一平均值之第一值； 一對應於通過施配區段大約10%之一第一點之第二值；一對應於通過該施配區段大約50%之一第二點之第三值；及一對應於通過該施配區段大約90%之一第三點之第四值。
  5. 如請求項1之系統，其中該參數為該流體之該壓力，且其中該或該等值包含：一對應於在一施配區段期間該第一操作輪廓之一平均值之第一值；一對應於通過施配區段大約10%之一第一點之第二值；一對應於通過該施配區段大約50%之一第二點之第三值；及一對應於通過該施配區段大約90%之一第三點之第四值。
  6. 一種用於監控一幫浦之方法，其包含：產生一對應於一流體幫浦之一參數之操作輪廓；及比較同該操作輪廓相關聯之一或多個值中之每一者與同一基線輪廓相關聯之一對應值以判定該或該等值中之每一者是否在該對應值之一容許度內。
  7. 如請求項6之方法，其中產生該第一操作輪廓包含在該幫浦之操作期間記錄在一組點中之每一者處的該參數之一值。
  8. 如請求項7之方法，其中該組點在大約1毫秒與10毫秒之間相隔。
  9. 如請求項6之方法，其進一步包含：記錄一第二操作輪廓；及將該第二操作輪廓儲存為該基線輪廓。
  10. 如請求項6之方法，其中該參數為一馬達之一速度。
  11. 如請求項6之方法，其中該參數為流體之一壓力，且其中該或該等值包含：一對應於在一施配區段期間該第一操作輪廓之一平均值之第一值；一對應於通過施配區段大約10%之一第一點之第二值；一對應於通過該施配區段大約50%之一第二點之第三值；及一對應於通過該施配區段大約90%之一第三點之第四值。
  12. 一種電腦程式產品，其包含一組儲存於一或多個電腦可讀媒體上之電腦指令，該組電腦指令進一步包含可由一或多個處理器執行以進行以下動作之指令：產生一對應於一流體幫浦之一參數之操作輪廓；且比較同該操作輪廓相關聯之一或多個值中之每一者與同一基線輪廓相關聯之一對應值以判定該或該等值中之每一者是否在該對應值之一容許度內。
  13. 如請求項12之電腦程式產品，其中產生該第一操作輪廓 包含在該幫浦之操作期間記錄在一組點中之每一者處的該參數之一值。
  14. 如請求項12之電腦程式產品，該等指令進一步可執行以：記錄一第二操作輪廓；且將該第二操作輪廓儲存為該基線輪廓。
  15. 如請求項12之電腦程式產品，其中該參數為第二級幫浦處之流體之一壓力，且其中該或該等值包含：一對應於在一施配區段期間該第一操作輪廓之一平均值之第一值；一對應於通過施配區段大約10%之一第一點之第二值；一對應於通過該施配區段大約50%之一第二點之第三值；及一對應於通過該施配區段大約90%之一第三點之第四值。
  16. 一種用於控制一幫浦中之流體壓力之系統，其包含：一第一級幫浦；一第二級幫浦，其與該第一級幫浦形成流體連通且在該第一級幫浦之下游；一壓力感應器，其用以量測該第二級幫浦處之一流體之壓力；一幫浦控制器，其用以藉由調整該第一幫浦之操作而控制該第二級幫浦處之流體壓力，該幫浦控制器耦接至 該第一級幫浦、該第二級幫浦及該壓力感應器；該幫浦控制器可操作以：接收來自該壓力感應器之壓力量測；且若來自該壓力感應器之一壓力量測指示該第二級幫浦處之該壓力已達到一第一預定臨限值，則導致該第一級幫浦在該流體上施予較少壓力；及若來自該壓力感應器之一壓力量測指示該第二級幫浦處之該壓力已降至低於一第二預定臨限值，則導致該第一級幫浦在該流體上施予較多壓力。
  17. 如請求項16之系統，其中該控制器進一步可操作以：當來自該壓力感應器之一壓力量測指示該流體壓力已達到一初始臨限值時，導致該第二級幫浦以一恆定速率收回。
  18. 如請求項16之系統，其中該第一預定臨限值為一設定點，且其中該幫浦控制器進一步可操作以：若來自該壓力感應器之一壓力量測指示該流體壓力低於該設定點，則導致該第一幫浦在該流體上施予較多壓力。
  19. 一種用於控制多級幫浦中之一施配幫浦之流體壓力之方法，其包含：向一饋入幫浦處之一流體施加壓力；判定該饋入幫浦之下游之一施配幫浦處的一流體壓力；若該施配幫浦處之該流體壓力達到預定最大壓力臨限值，則減小該饋入幫浦處之該流體上的壓力；及 若該施配幫浦處之該流體壓力低於一預定最小壓力臨限值，則增加該饋入幫浦處之該流體上的壓力。
  20. 如請求項19之方法，其中該饋入幫浦增加及減小該流體上之壓力以維持該施配幫浦處之一大體上恆定壓力持續一時段。
  21. 如請求項19之方法，其中該最大壓力臨限值及該最小壓力臨限值等於一設定點，且該方法進一步包含：判定該施配幫浦處之該流體壓力已達到該設定點；以一恆定速率來增加該施配幫浦處之流體的可用容積；及當該施配幫浦到達一原位時，停止該饋入幫浦及該施配幫浦。
  22. 一種電腦程式產品，其包含一組儲存於一或多個電腦可讀媒體上之電腦指令，該組電腦指令進一步包含可由一或多個處理器執行以進行以下動作之指令：接收來自壓力感應器之壓力量測；及比較該等壓力量測與第一預定臨限值；若來自該壓力感應器之一壓力量測指示第二級幫浦處之壓力已達到一第一預定臨限值，則指示第一級幫浦在流體上施予較少壓力。
  23. 如請求項22之電腦程式產品，其中該組電腦指令進一步包含可執行以進行以下動作之指令：若來自該壓力感應器之一壓力量測指示該第二級幫浦處之該壓力已降至低於一第二臨限值，則指示該第一幫浦在該流體上施予較 多壓力，其中該第一預定臨限值為一最大壓力臨限值且該第二預定臨限值為一最小壓力臨限值，且其中該組電腦指令進一步包含可執行以進行以下動作之指令：當來自該壓力之一壓力量測指示該流體壓力已達到一初始臨限值時，指示該第二級幫浦以一恆定速率收回。
  24. 如請求項22之電腦程式產品，其中該第一預定臨限值為一設定點，其中該組電腦指令進一步包含可執行以進行以下動作之指令：若來自該壓力感應器之一壓力量測指示該流體壓力低於該設定點，則指示該第一幫浦在該流體上施予較多壓力；若來自該壓力感應器之一壓力量測指示該流體壓力已達到該設定點，則指示該第二級幫浦以一恆定速率收回。
  25. 一種多級施配幫浦，其包含：一饋入幫浦，該饋入幫浦進一步包含：一饋入腔室；一饋入隔膜，其在該饋入腔室中；一饋入活塞，其與該饋入隔膜相接觸以移位該饋入隔膜；一饋入導螺桿，其耦接至該饋入活塞；一饋入馬達，其耦接至該饋入導螺桿以向該饋入導螺桿賦予旋轉以導致該饋入活塞移動； 一過濾器，其與該饋入腔室形成流體連通；一隔離閥門，其在該饋入幫浦與該過濾器之間以允許或限制自該饋入腔室至該過濾器之流體流動；一施配幫浦，其與該過濾器形成流體連通，該施配幫浦進一步包含：一施配腔室；一施配隔膜，其在該施配腔室中；一施配活塞，其與該施配隔膜相接觸以移位該施配隔膜；一施配導螺桿，其耦接至該施配活塞以在該施配腔室中移位該施配活塞；一施配導螺桿，其耦接至該施配活塞；一施配馬達，其耦接至該施配導螺桿以向該施配導螺桿賦予旋轉以導致該施配活塞移動；一阻障閥門，其在該過濾器與該施配幫浦之間以允許或限制自該過濾器至該施配腔室之流體流動；一壓力感應器，其暴露於該施配腔室以量測該施配腔室中之一流體壓力；及一控制器，其連接至該壓力感應器、該饋入馬達及該施配馬達，在該隔離閥門及該阻障閥門皆打開之一過濾區段期間，該控制器可操作以：接收來自該壓力感應器之壓力量測；當一壓力量測指示該施配腔室中之一流體的壓力最初已達到一設定點時，指示該施配馬達以一大約恆定 之速率而操作以收回該施配活塞；且對於一隨後之壓力量測，若該隨後之壓力量測指示該施配腔室中之該流體的該壓力低於該設定點，則指示該饋入馬達以一減小之速度而操作，且若該隨後之壓力量測高於該設定點，則指示該饋入馬達以一增加之速度而操作；其中該多級幫浦適用於半導體製造處理流體。
  26. 如請求項25之多級施配幫浦，其中該控制器進一步可操作以：當該施配馬達到達一原位時，指示該饋入馬達及該施配馬達停止。
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